Способ изготовления лопаток

 

Союз Советских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>82663I

Социалистических

Реснублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.12.77 (21) 2561448/25-27 с присоединением заявки 2730563/25-27 (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.05.82. Бюллетень № 18 (51)М.Кл.з В 21 КЗ/04

Государственный комитет

СССР

6о делам изобретений и открытий (53) УДК 621.73 (088.8) (45) Дата опубликования описания 15.05.82 (72) Авторы (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОПАТОК

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при производстве компрессорных и турбинных лопаток, Известен способ изготовления турбин- 5 ных и компрессорных лопаток, включающий нагрев заготовки, закрытую объемную штамповку, последующую закрутку пера, механическую и термическую обработки (1).

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость процесса штамповки, обусловленная болышим числом операций и переходов в процессе деформирования лопатки, ia также невысокое качество получаемых лопаток.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления лопаток.

Цель достигается тем, что в способе изготовления лопаток, включающем нагрев заготовки, закрытую объемную штамповку, 20 последующую закрутку пера, механическую и термическую обработки, объемную штамповку производят в режиме сверхпластичности, а закрутку пера осуществляют после механической обработки. 25

С целью повьипения качества изделий, объемную штамповку производят выдавливанием заготовки в глухую полость неразъемной матрицы, что исключает образование заусенец на пере.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Исходную заготовку из прутка покрывают стеклосмазкой, нагревают и подвергают закрытой объемной штамповке в режиме сверхпластичности за один переход.

Полученный полуфабрикат имеет припуск по профилю пера 0 05 — 0,2 мм и 0,2—

0,4 по замку. Припуски выбирают, исходя из возможностей штамповки и механической обработки, учитывая чистоту поверхности и глубину дефектного слоя штамповки, точность и стабильность базирования лопатки в процессе обработки.

Профиль пера выполнен без закрутки, т. е. все сечения профиля лопатки относительно друг друга не имеют угла поворота, что обеспечивает достижение высокой точности размеров заготовки по толщине за счет создания благоприятной схемы деформации незакрученной лопатки (все усилия деформирования направлены нормально к поверхности заготовки).

Отштампованный полуфабрикат, пройдя термообработку и ряд промежуточных операций (удаление стеклосмазки и дефектного слоя), поступает на механическую обработку.

Наличие незакрученного пера и высокой точности штамповки в совокупности с

826631

Рсхкияы испытаний

Технологические процсссы

0 к-, м:и - f гц

Л циклон (1225 — 1310

1275

2 1О

2 10

50 — 52

Опытный

Серийный небольшими припусками позволяет существенно упростить процесс механической обработки за счет упрощения схем базирования и установки лопатки на стенке, что повышает точность и стабильность обработки.

Кроме того, высокая точность штампованного полуфабриката, небольшие припуски, простота и надежность базирования дают возможность исключить все предварительные операции обработки профиля (фрезерование, шлифование), оставив лишь финишную операцию — полирование.

11олуфабрикат, сформированный в температурно-скоростных условиях сверхпластичности, имеет высокую прочность при повышенной пластичности, особенно у титановых сплавов. Это дает возможность производить операцию закрутки пера после механической обработки, с использованием, в зависимости от материала, типоразмера и угла закрутки, различных приспособлений (штамповых, роликовых, профилегибочных) .

Закрутку в корневом сечении пера, т, е. при замковой части лопатки, не производят, так как необходимый угол поворота профиля пера относительно замка в этом сечении заложен в штамповке.

Для исключения задиров на поверхности, в процессе закрутки особенно, при применении профилегибочных приспособл.енийй, направляющие выполняют из мягких материалов, в частности из твердых пород деревьев.

В случае возникновения в профиле пера больши внутренних напряжений при невысокой пластичности материала и больших углах закрутки возможна термообработка — низкий отжиг или возврат.

Пример. Заготовку из прутка, материал ВТ-9, размером 14Х34 мм покрывают стеклосмазкой 3ВТ-24 и нагревают до 950 .

Затем нагретую заготовку помещают в штамп закрытого типа, оснащенный индуктором, обеспечивающим температуру в зоне деформирования 950 — 960 и штампуют при постоянной температуре со скоростью деформирования 3 — 5 мм/мин.

Полученную лопатку компрессора с незакрученным пером и припуском по профилю 0,1 мм по замку 0„2 мм термообрабатывают в течение 6 ч при,530 .

После термообработки удаляют стеклосмазку и альф ированный слой (0,03—

0,05 мм), а также небольшие заусенцы, расположенные перпендикулярно профилю пера.

Механическую обработку производят в следующей последовательности: вначале, используя незакрученное перо, обрабатывают замок, а затем, используя уже окончательно обработанный замок, полируют профиль пера.

C)

Подгонку радиуса перехода профиля в замок и кромок пера осуществляют ручным полированием.

Окончательно обработанная лопатка после контроля профиля на приборе типа

ПОМКЛ поступает на операцию закрутки пера.

Закрутку пера выполняют на профилегибочном приспособлении. Перо, проходя через жесткие профильные направляющие, получает закрутку за счет сложения двух движений, это движение лопатки вдоль оси пера, и поворота жестко закрепленного замка относительно профиля пера, причем перемещение пера и угол поворота замка строго согласованы между собой.

Контроль правильности закрутки пера производят на приборе ПОМКЛ.

После закрутки производят поверхностное упрочнение пера лопавки.

Лопатки, полученные предлагаемым способом, прошли серию испытаний на вибростенде для определения усталостной прочности.

Результаты испытаний приведены в таблице.

При дос1 ижении оптимального числа циклов 2Х107 испытания прекращали, следов внешних и внутренних дефектов не обнаружено.

Изобретение позволяет;упростить технологические процессы штамповки и механической обработки путем уменьшения числа операций и переходов, а также оборудование приспособлений и инструментов при механической обработке вследствие упрощения конфипурации пера обрабатываемой лопатки; заменить ряд ручных операций, в частности полирование профиля пера, механическими за счет упрощения геометрии пера лопатки, поступившей на механическук) обработку.

Предлагаемый способ позволяют снизить трудоемкость изготовления лопаток без полок на 20 — 25%, лопаток с виброгасящими полками на 30 — 40 jo с одновременным повышением качества изделия.

Формула изобретения

1. Способ изготовления лопаток, включающий нагрев заготовки, закрытую объемную штамповку, последующую закрутку пера, механическую и термическую обработ1ки, отл ич а ющий ся тем, что, с це826631

Составитель А, Быстров

Техред И. Заболотнова

Корректор С. Файн

Редактор Е, Хейфиц

Заказ 450/419 Изд. Ке 148 Тираж 702 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» лью снижения трудоемкости изготовления лопаток, объемную штамповку производят в режиме сверхпластичности, а закрутку лера осуществляют после механической обработки.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества изделий путем устранения заусенец на пере, объемную штамповку производят выдавливанием заготовки в глухую полость неразьемной матрицы.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 326998, кл. В 21 К 3/04, 1970.